【摘 要】
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计算机数控技术是装备制造业的重要支撑技术。高档数控系统在可靠性、精度、速度、安全性等方面提出了更高的要求。任务同步是影响操作系统性能和实时性的重要方面。非阻塞同
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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计算机数控技术是装备制造业的重要支撑技术。高档数控系统在可靠性、精度、速度、安全性等方面提出了更高的要求。任务同步是影响操作系统性能和实时性的重要方面。非阻塞同步相比阻塞同步有利于提高系统的实时性与可靠性并避免死锁和优先级逆转。应用到高档数控系统中有利于满足不断提高的系统服务要求，提高数控系统的实时性和可靠性。 结合计算机数控系统的硬件平台和实时操作系统RTAI，本文改进了非阻塞同步实现过程中的关键技术，实现了多种非阻塞同步数据结构，完成了正确性证明、性能测试和实际应用。包括以下几个方面： 一是完成了非阻塞同步数据结构的设计和实现。本文改进了设计实现中的关键技术，包括原子同步指令的选取、内存管理模块、编译优化设置等，实现了栈、队列、双端队列、一致性快照等多种非阻塞同步数据结构。 二是提出了一套非阻塞同步算法正确性理论证明方法，包括算法正确性中的安全性、可线性化、锁无关性和等待无关性。 三是完成了非阻塞同步算法性能测试。性能测试主要包括算法性能和复杂度分析、非阻塞同步算法和阻塞同步算法之间的性能对比实验、如何避免死锁和优先级逆转等方面的分析。 四是实现了非阻塞同步数据结构软件库及其应用。软件库集成多种已实现的非阻塞同步数据结构并应用于RTAI中。
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